KR100856769B1 - Multi-stage amplifier and method for correctiing dc offsets - Google Patents

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Abstract

다단 증폭기에서 DC 오프셋을 보정하는 방법은 다단 증폭기에 의해 입력 신호에 부여된 DC 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 다단 증폭기 내에서 복수의 선택된 단에 보정 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 인가된 총 보정 전압은 다단 증폭기에 의해 부여된 DC 오프셋을 사실상 무효화 한다.The method of correcting the DC offset in a multistage amplifier includes determining a DC offset imparted to the input signal by the multistage amplifier. The method includes applying a correction voltage to a plurality of selected stages in a multistage amplifier. The total correction voltage applied virtually negates the DC offset imparted by the multistage amplifier.

Description

DC 오프셋 보정을 위한 다단 증폭기 및 DC 오프셋 보정 방법{MULTI-STAGE AMPLIFIER AND METHOD FOR CORRECTIING DC OFFSETS}MULTI-STAGE AMPLIFIER AND METHOD FOR CORRECTIING DC OFFSETS}

도 1은 통신 매체를 통해 등화기에 수신되는 신호의 감쇠를 보상할 수 있는 등화기를 나타내는 도.1 illustrates an equalizer capable of compensating for attenuation of a signal received by the equalizer via a communication medium.

도 2는 신호에 대하여 1차 산술 연산을 적용하기 위해 사용되는 회로의 일 실시예를 나타내는 도.2 illustrates one embodiment of a circuit used to apply a first order arithmetic operation to a signal.

도 3은 신호에 지연을 도입하기 위한 회로의 일 실시예를 나타내는 도.3 illustrates one embodiment of a circuit for introducing a delay into a signal.

도 4는 등화기의 동적 범위 내에서 신호를 유지하기 위해 사용되는 가변 이득 제한 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도.4 illustrates one embodiment of a variable gain limiting amplifier used to maintain a signal within the dynamic range of an equalizer.

도 5는 DC 오프셋 보정 기능이 있는 다단식 가변 이득 증폭기의 일 실시예를 나타내는 도.5 illustrates one embodiment of a multi-stage variable gain amplifier with DC offset correction.

도 6은 도 1에 도시한 회로의 신호 경로를 따라 이득을 설정하기 위한 방법의 일 실시예를 나타내는 도.6 illustrates one embodiment of a method for setting gains along a signal path of the circuit shown in FIG.

도 7은 도 1에 도시한 회로의 신호 경로를 따라 이득을 적응적으로 조정하기 위한 방법의 일 실시예를 나타내는 도.7 illustrates an embodiment of a method for adaptively adjusting gain along a signal path of the circuit shown in FIG.

도 8은 다단식 가변 이득 증폭기의 DC 오프셋에 대하여 보정 전압을 적응적으로 제어하기 위한 방법의 일 실시예를 나타내는 도.8 illustrates one embodiment of a method for adaptively controlling a correction voltage with respect to a DC offset of a multistage variable gain amplifier.

도 9는 다단식 가변 이득 증폭기의 보정 전압을 조정하기 위한 방법의 일 실시예를 나타내는 도.9 illustrates one embodiment of a method for adjusting the correction voltage of a multistage variable gain amplifier.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100 : 등화기100: equalizer

102 : 적응 제어기102: adaptive controller

104 : 출력 모니터104: output monitor

106 : 오프셋 제어기106: offset controller

108 : 오프셋 모니터108: offset monitor

110 : 가변 이득 제한 증폭기110: variable gain limiting amplifier

112 : 산술 연산기112: arithmetic operators

114 : 지연 발생기114: delay generator

116 : 가변 이득 증폭기116 variable gain amplifier

118 : 혼합기118: Mixer

120 : 구동 증폭기120: drive amplifier

210, 308, 410 : 공통 모드 전압 검출기210, 308, 410: common mode voltage detector

본 발명은 일반적으로 신호 통신에 관한 것이고, 더 구체적으로 말하면, DC 오프셋 보상 기능이 있는 다단 증폭기에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to signal communication, and more particularly, to a multistage amplifier with DC offset compensation.

신호가 통신 매체를 통하여 통신될 때, 그 신호들은 표피 효과(skin effect) 및 유전 흡수(dielectric absorption) 등과 같은 여러가지 현상에 의해 감쇠될 수 있다. 신호 수신기는 이러한 감쇠를 보상하여 신호 통신의 정확도 및 효율을 개선시키는 등화기를 포함할 수 있다. 등화기에 의해 적용되는 보상의 크기는, 신호 통신용으로 사용되는 특수한 통신 경로에 관계없이 일관된 출력 신호 특성을 유지하기 위하여, 매체에 기인하는 감쇠의 레벨과 가능한 한 근접하게 일치되는 것이 바람직하다.When a signal is communicated through a communication medium, the signals may be attenuated by various phenomena such as skin effect and dielectric absorption. The signal receiver may include an equalizer that compensates for this attenuation to improve the accuracy and efficiency of signal communications. The amount of compensation applied by the equalizer is preferably matched as closely as possible to the level of attenuation due to the medium in order to maintain consistent output signal characteristics regardless of the particular communication path used for signal communication.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 다단 증폭기에서 DC 오프셋을 보정하기 위한 방법은 다단 증폭기에 의해 입력 신호에 부여된 DC 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 다단 증폭기 내의 선택된 복수개의 단에 보정 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 인가된 총 보정 전압은 다단 증폭기에 의해 부여된 DC 오프셋을 실질적으로 무효화시킨다.In one embodiment of the invention, a method for correcting a DC offset in a multistage amplifier includes determining a DC offset imparted to the input signal by the multistage amplifier. The method also includes applying a correction voltage to the selected plurality of stages in the multistage amplifier. The total correction voltage applied substantially nullifies the DC offset imparted by the multistage amplifier.

특정 실시예의 한가지 기술적 장점은 출력 신호들을 등화시키는 것이다. 특정 실시예들은 신호 통신용으로 사용되는 통신 매체로부터 야기되는 신호 감쇠를 보상한다. 이것에 의해 신호의 출력 특성이 신호 통신용으로 사용되는 통신 경로에 관계없이 일관되게 유지될 수 있다. 일관된 출력 특성과 관련된 장점은, 신호 레벨이 시스템 구성 요소들의 동적 범위 내에 있도록 선택될 수 있기 때문에, 구성 요소 응답이 개선되는 것을 포함한다. 또한, 신호는 정보가 손실되는 것을 방지하도록 충분한 레벨로 유지될 수 있다.One technical advantage of a particular embodiment is to equalize the output signals. Certain embodiments compensate for signal attenuation resulting from a communication medium used for signal communication. This allows the output characteristics of the signal to be maintained consistent regardless of the communication path used for signal communication. Advantages associated with consistent output characteristics include improved component response since the signal level can be selected to be within the dynamic range of system components. In addition, the signal can be maintained at a level sufficient to prevent information from being lost.

특정 실시예의 다른 기술적 장점은 상이한 통신 매체에 대한 적응성을 포함한다. 특정 실시예들은 유입 신호에 적용되는 보상의 정도를 조정하기 위해 가변 이득 증폭기를 사용한다. 그러한 실시예들은 보상의 크기를 상이한 매체에 대하여 조정할 수 있고, 따라서 그러한 기술들을 구체화하는 등화기의 다양성을 증가시킨다. 또한, 그러한 실시예들은 공정, 전압 및 온도 변화와 관련된 매체 특성의 변화에 대하여 적응할 수 있다.Other technical advantages of certain embodiments include adaptability to different communication media. Certain embodiments use a variable gain amplifier to adjust the degree of compensation applied to the incoming signal. Such embodiments can adjust the magnitude of the compensation for different media, thus increasing the variety of equalizers embodying such techniques. In addition, such embodiments can adapt to changes in media properties associated with process, voltage, and temperature changes.

특정 실시예의 또 다른 기술적 장점은 고속 응답을 촉진시키는 것이다. 특정 실시예들은 각각의 단에서 DC 오프셋 보정과 함께 신호 증폭을 위해 다단식 가변 이득 증폭기를 사용한다. 각 증폭기는 총 증폭량의 일부만을 제공하기 때문에, 다단 증폭기의 전체 응답 시간은 감소된다. 각 단에서 DC 오프셋 보정을 적용하면 신호가 증폭기의 임의의 특수 단의 동적 범위를 벗어나는 것을 방지함으로써 다단 증폭기의 유연성을 증가시킬 수 있다.Another technical advantage of certain embodiments is to facilitate high speed response. Certain embodiments use a multistage variable gain amplifier for signal amplification with DC offset correction in each stage. Since each amplifier provides only a fraction of the total amount of amplification, the overall response time of the multistage amplifier is reduced. Applying DC offset correction at each stage can increase the flexibility of the multistage amplifier by preventing the signal from moving out of the dynamic range of any special stage of the amplifier.

특정 실시예의 또 다른 기술적 장점은 다단 증폭기의 범위성(scalability)이다. 다단 증폭기의 각 단에서 DC 오프셋을 보정함으로써, 다단 증폭기의 전체 DC 오프셋을 재계산하지 않고 추가의 단들을 추가할 수 있다. 또한, 전체 다단 증폭기의 DC 오프셋을 보정하기 위해 크기가 큰 DC 오프셋을 이용하는 경우 신호가 복수의 증폭기 단 중 하나의 동적 범위를 벗어날 위험성은 실질적으로 감소된다. 이들 실시예 및 다른 실시예들은 고속 통신 등의 응용에 사용할 수 있다.Another technical advantage of certain embodiments is the scalability of the multistage amplifier. By correcting the DC offset at each stage of the multistage amplifier, additional stages can be added without recalculating the overall DC offset of the multistage amplifier. In addition, the risk of the signal leaving the dynamic range of one of the plurality of amplifier stages is substantially reduced when using a large DC offset to correct the DC offset of the entire multistage amplifier. These and other embodiments can be used for applications such as high speed communication.

기타의 기술적 장점들은 당업자라면 첨부된 도면, 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백하게 될 것이다. 또한, 특정의 장점들을 위에서 열거하였지만, 특수한 실시예들은 상기 열거한 장점들을 전부 포함할 수도 있고, 일부만 포함할 수도 있으며, 또는 포함하지 않을 수도 있다.Other technical advantages will be apparent to those skilled in the art from the accompanying drawings, the description and the claims. In addition, although specific advantages are listed above, specific embodiments may include all, some, or none of the advantages listed above.

도 1은 통신 매체를 통해 등화기(100)에 수신되는 신호의 감쇠를 보상할 수 있는 등화기(100)를 블록도로 도시한 것이다. 도시된 실시예에 있어서, 등화기(100)는 출력 모니터(104)에 의해 측정된 출력 신호의 출력 특성에 기초하여 3개의 신호 경로(101A, 101B, 101C)의 각각에 적용되는 이득의 크기를 조정하는 적응 제어기(102)를 포함한다. 등화기(100)는 또한 등화기(100)의 출력 신호에서 부적당한 DC 오프셋을 검출한 오프셋 모니터(108)에 응답하여 등화기(100)의 구성 요소들에 의해 부여된 DC 오프셋을 보정하는 오프셋 제어기(106)를 포함한다. 등화기(100)의 다른 구성 요소들로는 가변 이득 제한 증폭기(VGLA)(110), 산술 연산기(S)(112), 지연 발생기(114), 가변 이득 증폭기(VGA)(116), 혼합기(118) 및 구동 증폭기(120)가 있다. 일반적으로, 등화기(100)는 통신 매체 내에서 감쇠에 기인하는 입력 신호의 왜곡, 및 소자 기하 부정합(device geometry mismatch)과 임계 전압 부정합과 같이 제조 기술에 의해 잠재적으로 야기되는 신호의 DC 오프셋의 변동에 불구하고 DC 오프셋이 보정된 등화 출력 신호를 제공한다.1 illustrates in block diagram an equalizer 100 capable of compensating for attenuation of a signal received by the equalizer 100 via a communication medium. In the illustrated embodiment, equalizer 100 measures the magnitude of the gain applied to each of the three signal paths 101A, 101B, 101C based on the output characteristics of the output signal measured by output monitor 104. It includes an adaptive controller 102 to adjust. Equalizer 100 also offsets the DC offset imparted by the components of equalizer 100 in response to offset monitor 108 having detected an inappropriate DC offset in the output signal of equalizer 100. Controller 106. Other components of equalizer 100 include variable gain limiting amplifier (VGLA) 110, arithmetic operator (S) 112, delay generator 114, variable gain amplifier (VGA) 116, mixer 118. And drive amplifier 120. In general, equalizer 100 is capable of the distortion of input signals due to attenuation within a communication medium and the DC offset of signals potentially caused by manufacturing techniques, such as device geometry mismatches and threshold voltage mismatches. In spite of the variation, the DC offset provides an equalized output signal.

일반적으로, 전도성 통신 매체에서의 신호 감쇠는 2가지의 중요한 이유로 인해 발생한다. 첫번째의 중요한 이유는 통신 매체를 따라 신호가 전도될 때에 발생하는 표피 효과이다. 두번째의 중요한 이유는 통신 매체에 의한 신호의 유전 흡수이다. 일반적으로, 표피 효과에 의한 신호 손실의 크기(데시벨)는 다음의 식

Figure 112005008658017-pat00001
에 비례하는데, 여기에서 as는 물질에 대한 표피 효과의 계수이고, x는 물질을 따라 이동한 길이이며, f는 신호의 주파수이다. 유전 흡수에 의한 손실의 크기는 다음의 식 ad·x·f에 비례하는데, 여기에서 ad는 물질의 유전 흡수의 계수이다. 효과의 상대적 중요성은 물질 및 신호의 주파수에 따라 크게 변할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 케이블은 표피 효과의 계수보다 훨씬 더 작은 유전 흡수의 계수를 가질 수 있고, 따라서 표피 효과에 의한 손실은 고주파수에서는 제외하고 현저하게 된다. 반면에, 백플레인 트레이스(backplane trace)는 더 높은 유전 흡수 계수를 가질 수 있고, 따라서 유전 흡수에 의한 손실은 표피 효과에 의한 손실의 크기와 비슷하거나 더 크다. 또한, 공정, 전압 또는 온도(PVT) 변화와 같은 동작 조건의 변화와 관련된 물질의 특성들은 입력 신호에 대한 등화기(100)의 응답에 영향을 줄 수 있다. In general, signal attenuation in conductive communication media occurs for two important reasons. The first important reason is the skin effect that occurs when signals are conducted along the communication medium. The second important reason is the dielectric absorption of the signal by the communication medium. In general, the magnitude (in decibels) of signal loss due to the skin effect is given by
Figure 112005008658017-pat00001
Where a s is the coefficient of epidermal effect on the material, x is the length traveled along the material, and f is the frequency of the signal. The magnitude of the loss due to dielectric absorption is proportional to the equation a d x x f where a d is the coefficient of dielectric absorption of the material. The relative importance of the effects can vary greatly depending on the frequency of the material and the signal. Thus, for example, a cable may have a coefficient of dielectric absorption that is much smaller than the coefficient of skin effect, so that the loss due to the skin effect becomes significant except at high frequencies. On the other hand, the backplane trace can have a higher dielectric absorption coefficient, so the loss due to dielectric absorption is similar to or greater than the magnitude of the loss due to the skin effect. In addition, the properties of the material associated with changes in operating conditions, such as changes in process, voltage or temperature (PVT), can affect the response of the equalizer 100 to the input signal.

이러한 손실들을 보상하기 위하여, 등화기(100)는 3개의 신호 경로(101A, 101B, 101C)에 신호를 배분하고, 각 경로상에 있는 신호의 일부분을 가변 이득 증폭기(116)를 이용하여 선택적으로 증폭한다. 제1 경로(101A)는 수정되지 않은, 즉 미수정 입력 신호를 나타낸다. 제2 경로(101B)는 미분 연산과 같은 신호의 주파수에 기초한 1차 산술 연산을 신호에 대하여 적용한다. 이 동작은 산술 연산기(S)(112)로서 도시되어 있다. 제3 경로(101C)는 2차 미분과 같은 신호의 주파수에 기초한 2차 산술 연산을 신호에 대하여 적용한다. 이 동작은 2개의 산술 연산기(S)(112)의 적용으로 도시되어 있다. 신호의 1차 및 2차 성분들을 선택적으로 증폭 함으로써, 등화기(100)는 주파수 및 주파수의 제곱근에 각각 비례하는 손실 효과들을 보상한다. 등화기(100)의 동작에 대한 일반적인 배경을 이용하여 등화기(100)의 구성 요소들을 상세히 논의하는 것이 적절하다.To compensate for these losses, equalizer 100 distributes the signal across three signal paths 101A, 101B, and 101C, and selectively uses portions of the signal on each path using variable gain amplifier 116. Amplify. First path 101A represents an unmodified, i.e., unmodified input signal. The second path 101B applies a first order arithmetic operation based on the frequency of the signal, such as a derivative operation, to the signal. This operation is shown as arithmetic operator (S) 112. Third path 101C applies a second arithmetic operation based on the frequency of the signal, such as the second derivative, to the signal. This operation is illustrated by the application of two arithmetic operators (S) 112. By selectively amplifying the primary and secondary components of the signal, equalizer 100 compensates for loss effects that are proportional to frequency and square root of frequency, respectively. It is appropriate to discuss the components of the equalizer 100 in detail using a general background of the operation of the equalizer 100.

적응 제어기(102)는 등화기(100)의 출력 신호에 대한 정보를 분석하고 각각의 가변 이득 증폭기(116)의 각 이득을 조정하기 위한 임의의 구성 요소 또는 구성 요소들을 나타낸다. 적응 제어기(102)는 트랜지스터, 저항기, 증폭기, 정전류원 또는 기타 유사한 구성 요소들과 같은 아날로그 및/또는 디지털 전자 부품들을 포함할 수 있다. 적응 제어기(102)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 또는 그 반대로 신호를 변환하기 위한 적당한 구성 요소들을 또한 포함할 수 있다. 특수한 실시예에 따르면, 적응 제어기(102)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 내장 논리 회로, 또는 다른 정보 처리 구성 요소와 같은 디지털 프로세서를 포함한다. 또한, 특수한 실시예에 따르면, 적응 제어기(102)는 각각의 가변 이득 증폭기(116)에 인가되는 바이어스 전류를 조정함으로써 각각의 가변 이득 증폭기(116)의 이득을 제어한다. 가변 이득 증폭기(116)를 제어하기 위해 바이어스 전류를 사용하는 경우의 한가지 장점은 증폭기의 대역폭을 변경시키지 않고 증폭기에 의해 인가되는 이득의 크기를 조정하는 것이고, 따라서, 증폭기는 이득이 증가하는 경우에도 그 동적 범위를 유지할 수 있다.Adaptive controller 102 represents any component or components for analyzing information about the output signal of equalizer 100 and adjusting each gain of each variable gain amplifier 116. Adaptive controller 102 may include analog and / or digital electronic components such as transistors, resistors, amplifiers, constant current sources, or other similar components. Adaptive controller 102 may also include suitable components for converting signals from analog signals to digital signals and vice versa. According to a particular embodiment, adaptive controller 102 includes a digital processor, such as a microprocessor, microcontroller, embedded logic circuit, or other information processing component. Further, according to a particular embodiment, the adaptive controller 102 controls the gain of each variable gain amplifier 116 by adjusting the bias current applied to each variable gain amplifier 116. One advantage of using a bias current to control the variable gain amplifier 116 is to adjust the magnitude of the gain applied by the amplifier without changing the amplifier's bandwidth, so that the amplifier can be used even if the gain increases. Its dynamic range can be maintained.

출력 모니터(104)는 등화기(100)의 출력 신호의 출력 특성을 검출하기 위한 임의의 구성 요소를 나타낸다. 출력 모니터(104)는 임의의 센서, 적분기, 증폭기, 비교기, 또는 임의의 적당한 동작, 예를 들면 신호 평균화, 필터링, 또는 최대 또 는 최소 레벨 래칭 등을 이용하여 신호 검출 및 분석을 수행하기 위한 다른 적당한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 특수한 실시예에 따르면, 출력 모니터(104)는 출력 신호에 대한 심볼간 간섭 레벨을 검출하는 데, 상기 출력 신호들은 표피 효과 및/또는 유전 흡수에 의해 야기되는 신호 왜곡의 크기를 나타낸다. 또한, 특정 실시예에 따르면, 출력 모니터(104)는 출력 특성을 아날로그 신호로서 적응 제어기(102)에 통신한다.The output monitor 104 represents any component for detecting the output characteristic of the output signal of the equalizer 100. Output monitor 104 may be any sensor, integrator, amplifier, comparator, or any other suitable for performing signal detection and analysis using any suitable operation, such as signal averaging, filtering, or maximum or minimum level latching. Suitable components may be included. According to a particular embodiment, the output monitor 104 detects the intersymbol interference level for the output signal, the output signals representing the magnitude of signal distortion caused by the skin effect and / or dielectric absorption. In addition, according to certain embodiments, output monitor 104 communicates the output characteristic as an analog signal to adaptive controller 102.

오프셋 제어기(106)는 1개 단(stage) 이상의 가변 이득 증폭기(116)에서 적용되는 DC 오프셋 보정의 크기를 조정하기 위한 임의의 구성 요소 또는 구성 요소들을 나타낸다. 오프셋 제어기(106)는 임의의 마이크로 프로세서, 마이크로컨트롤러, 내장 논리 회로, 또는 오프셋 모니터(108)로부터 수신한 정보를 분석하고 DC 오프셋을 보정하기 위해 신호에 적용되는 보정 전압의 크기를 조정하기 위한 다른 적당한 구성 요소들을 포함할 수 있다. DC 오프셋은 등화기(100)의 각종 부품들에 의해, 특히 가변 이득 증폭기(116)에 의해 신호에 부여될 수 있다. 다단식 가변 이득 증폭기에 있어서, DC 오프셋은 각 단들간에 누적적일 수 있다. 오프셋 제어기(106)는 가변 이득 증폭기(116)에 의해 증폭된 신호에 DC 전압을 인가하여 오프셋을 보정한다. 특수한 실시예에 따르면, 오프셋 제어기(106)는 보정 전압을 단계적으로 인가하고, 각 단계는 다른 단의 가변 이득 증폭기(116)에 적용된다. 그러한 실시예에서, 각 단계에서 인가되는 전압의 크기는 임의의 적당한 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 총 보정 전압은 각 단계들간에 균일하게 배분될 수 있고, 또는 각 단의 이득에 비례하는 크기로 분배될 수도 있다.The offset controller 106 represents any component or components for adjusting the magnitude of the DC offset correction applied in one or more stages of the variable gain amplifier 116. The offset controller 106 may analyze any microprocessor, microcontroller, embedded logic circuitry, or other information for adjusting the magnitude of the correction voltage applied to the signal to correct the DC offset and analyze the information received from the offset monitor 108. Suitable components may be included. The DC offset may be imparted to the signal by various components of equalizer 100, in particular by variable gain amplifier 116. In a multistage variable gain amplifier, the DC offset can be cumulative between each stage. The offset controller 106 applies a DC voltage to the signal amplified by the variable gain amplifier 116 to correct the offset. According to a particular embodiment, the offset controller 106 applies a correction voltage stepwise, each step being applied to the variable gain amplifier 116 of the other stage. In such an embodiment, the magnitude of the voltage applied in each step can be determined in any suitable manner. For example, the total correction voltage may be evenly distributed between the steps, or may be distributed in magnitude proportional to the gain of each stage.

오프셋 모니터(108)는 신호에서 DC 오프셋의 크기를 측정하기 위한 임의의 적당한 구성 요소 또는 구성 요소들을 나타낸다. 오프셋 모니터(108)는 저역 통과 필터, 적분기, 증폭기, 비교기, 또는 DC 오프셋을 검출하기 위한 다른 적당한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 오프셋 모니터(108)는 등화기(100)의 출력 및 각각의 가변 이득 증폭기(116)의 출력에 결합된다. 따라서, 오프셋 모니터(108)는 등화기(100)에 의해 부여된 전체 DC 오프셋 뿐만 아니라 각각의 가변 이득 증폭기(116)에 의해 부여된 DC 오프셋을 측정할 수 있다. 이것은 오프셋 제어기(106)가 특수한 경로(101A, 101B, 또는 101C) 및 등화기(100)의 전체 출력에 대하여 적당한 DC 오프셋 조정을 행할 수 있게 한다.The offset monitor 108 represents any suitable component or components for measuring the magnitude of the DC offset in the signal. Offset monitor 108 may include a low pass filter, integrator, amplifier, comparator, or other suitable components for detecting a DC offset. In the illustrated embodiment, offset monitor 108 is coupled to the output of equalizer 100 and the output of each variable gain amplifier 116. Thus, the offset monitor 108 can measure the DC offset imparted by each variable gain amplifier 116 as well as the overall DC offset imparted by the equalizer 100. This allows the offset controller 106 to make appropriate DC offset adjustments for the particular path 101A, 101B, or 101C and the overall output of the equalizer 100.

가변 이득 제한 증폭기(VGLA)(110)는 등화기(100)에서 수신한 입력 신호들을 조절하기 위한 구성 요소 또는 구성 요소들의 조합을 나타낸다. 조절하는 과정은 입력 신호의 전체 레벨을 조정하여 신호가 등화기(100)의 동적 범위 내에서 유지되게 한다. 따라서, VGLA(110)는 그 레벨의 전체 신호를 조정함으로써 어느 정도의 등화를 제공할 수 있다. 특수한 실시예에서, VGLA(110)에 의해 인가되는 증폭의 크기는 VGLA(110)에 인가된 바이어스 전류에 의해 제어된다.Variable gain limiting amplifier (VGLA) 110 represents a component or combination of components for adjusting the input signals received by equalizer 100. The adjustment process adjusts the overall level of the input signal so that the signal remains within the dynamic range of the equalizer 100. Thus, VGLA 110 may provide some level of equalization by adjusting the overall signal at that level. In a particular embodiment, the amount of amplification applied by VGLA 110 is controlled by the bias current applied to VGLA 110.

산술 연산기(S)(112)는 유입 신호의 주파수에 선형적으로 비례하는 출력을 생성(이것을 "1차 연산"이라고 부른다)하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소들의 조합을 나타낸다. 산술 연산기(S)(112)는 소정의 산술 연산을 수행하기 위한 임의의 적당한 전자 부품 또는 회로를 포함할 수 있다. 특수한 실시예에 따르면, 이 연산은 미분 연산이고, 유입되는 사인파 신호를 신호의 주파수의 배수와 승산한다. 산술 연산기(S)(112)는 하나의 신호에 대하여 복수회 적용되어, 산술 연산기(S)(112)가 적용되는 횟수에 기초하여 주파수의 제곱, 세제곱 또는 다른 지수 제곱에 비례하는 출력 신호를 생성할 수 있다.Arithmetic operator (S) 112 represents any component or combination of components that produces an output that is linearly proportional to the frequency of the incoming signal (this is called a "first order operation"). Arithmetic operator (S) 112 may include any suitable electronic component or circuitry for performing certain arithmetic operations. According to a particular embodiment, this operation is a differential operation and multiplies the incoming sinusoidal signal by a multiple of the frequency of the signal. Arithmetic operator (S) 112 is applied multiple times for one signal to generate an output signal that is proportional to the square of the frequency, cube, or other exponential square based on the number of times arithmetic operator (S) 112 is applied. can do.

지연 발생기(114)는 신호의 통신시에 시간 지연을 도입하는 임의의 구성 요소 또는 구성 요소의 조합을 나타낸다. 지연 발생기(114)는 임의의 적당한 전자 부품 또는 회로를 포함할 수 있다. 특수한 실시예에 따르면, 지연 발생기(114)에 의해 신호에 도입되는 지연은 산술 연산기(S)(112)가 신호에 적용되는 데 필요한 시간의 크기와 대략 동일하다. 따라서, 지연 발생기(114)는 각 부분의 입력 신호가 대응하는 경로(101A, 101B 또는 101C) 아래로 이동하는 데 필요한 시간의 크기를 등화시키기 위해 사용될 수 있다. 이 방법으로, 각 부분의 신호는 이 신호들이 혼합기(118)에 도달할 때 동기화될 수 있다.Delay generator 114 represents any component or combination of components that introduces a time delay in the communication of a signal. Delay generator 114 may include any suitable electronic component or circuit. According to a particular embodiment, the delay introduced into the signal by the delay generator 114 is approximately equal to the amount of time needed for the arithmetic operator (S) 112 to be applied to the signal. Thus, the delay generator 114 can be used to equalize the amount of time required for each portion of the input signal to travel down the corresponding path 101A, 101B or 101C. In this way, the signals of each part can be synchronized as these signals reach mixer 118.

가변 이득 증폭기(116)는 신호를 증폭하기 위한 임의의 구성 요소 또는 구성 요소들을 나타낸다. 가변 이득 증폭기(116)는 임의의 적당한 전자 부품을 포함할 수 있고, 특수한 실시예에서 각각의 가변 이득 증폭기(116)는 특수한 가변 이득 증폭기(116)에 인가된 바이어스 전류에 의해 제어된다. 일부 경우에, 증폭을 수행하는 특수한 구성 요소의 응답 시간이 너무 높아서 증폭기가 높은 값과 낮은 값 사이에서 급속하게 변화하는 고주파수 신호를 효과적으로 증폭할 수 없다. 따라서, 가변 이득 증폭기(116)는 일련의 단들을 포함하고, 각 단들이 전체 증폭의 일부를 수행할 수 있다. 어떤 단도 모든 증폭의 수행에 부담을 갖지 않기 때문에, 각 단이 그 각각의 이득을 적용하는데 필요한 시간이 또한 감소된다. 이 때문에 다단식 가 변 이득 증폭기(116)는 고주파수 신호에 대해 응답할 수 있다.Variable gain amplifier 116 represents any component or components for amplifying a signal. The variable gain amplifier 116 may comprise any suitable electronic component, and in a particular embodiment each variable gain amplifier 116 is controlled by a bias current applied to the special variable gain amplifier 116. In some cases, the response time of the special component performing the amplification is so high that the amplifier cannot effectively amplify a rapidly changing high frequency signal between high and low values. Thus, the variable gain amplifier 116 includes a series of stages, where each stage can perform part of the overall amplification. Since no stage is burdened with performing all amplification, the time required for each stage to apply its respective gain is also reduced. This allows the multistage variable gain amplifier 116 to respond to high frequency signals.

가변 이득 증폭기(116)는 또한 신호에 DC 오프셋을 제공할 수 있다. 다단식 증폭기에 있어서, 각 단은 DC 오프셋을 부여할 수 있다. DC 오프셋을 보정하기 위한 하나의 방법은 보정 전압을 인가하여 신호의 DC 오프셋을 보정하는 것이다. 보정 전압은 초기 신호가 증폭되기 전에 초기 신호에 전체적으로 인가될 수 있다. 그러나, 전압을 하나의 지점에서 전체적으로 인가하면 신호가 증폭기(116)의 하나 이상의 단의 동적 범위를 벗어나게 될 수 있다. 또한, 인가된 전압은 새로운 단이 추가될 때마다 재계산 및 조정되고, 만일 이득이 각 단에서 가변적이면 DC 오프셋은 각 단마다 불균일하게 분배될 수 있다. 이러한 곤란성을 해결하기 위하여, 특수한 실시예는 증폭기(116)의 복수 단에서 보정 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 이렇게 함으로써 각 단의 DC 오프셋이 그 단에서 보정되어 보정에 의해 신호가 증폭기의 동적 범위를 벗어나는 기회를 감소시키고 단이 추가될 때마다 전체 어레이의 DC 오프셋을 재계산할 필요성을 제거할 수 있다. 더 나아가서, 각 단마다 보정 전압을 인가하면 각 단의 이득이 독립적으로 변화할 때에 DC 오프셋의 보정을 촉진하여 다른 단들이 다른 이득을 갖고 다른 DC 오프셋을 부여할 수 있다.The variable gain amplifier 116 may also provide a DC offset to the signal. In a multistage amplifier, each stage may impart a DC offset. One way to correct the DC offset is to apply a correction voltage to correct the DC offset of the signal. The correction voltage may be applied to the initial signal as a whole before the initial signal is amplified. However, applying the voltage globally at one point may cause the signal to be out of the dynamic range of one or more stages of the amplifier 116. In addition, the applied voltage is recalculated and adjusted each time a new stage is added, and if the gain is variable at each stage, the DC offset may be unevenly distributed at each stage. To address this difficulty, particular embodiments may include applying a correction voltage at multiple stages of the amplifier 116. This allows the DC offset of each stage to be corrected at that stage, thereby reducing the chance that the signal will leave the amplifier's dynamic range and eliminating the need to recalculate the DC offset of the entire array each time a stage is added. Furthermore, applying a correction voltage for each stage facilitates the correction of the DC offset when the gain of each stage changes independently, allowing different stages to have different gains and give different DC offsets.

혼합기(118)는 통신 경로(101A, 101B, 101C) 상의 신호들을 단일 신호로 재결합하기 위한 구성 요소 또는 구성 요소의 조합을 나타낸다. 혼합기(118)는 임의의 적당한 전자 부품들을 포함할 수 있다. 혼합기(118)는 구동 증폭기(120)에 결합된 신호를 제공한다. 구동 증폭기(120)는 결합된 신호를 증폭하기 위한 임의의 구성 요소 또는 구성 요소들의 조합을 나타낸다. 구동 증폭기(120)는 결합된 신호에 대한 임의의 적당한 증폭을 행하여 등화기(100)용의 출력 신호를 생성하는데, 상기 등화기(100)는 출력 신호를 다른 목적지로 효과적으로 전달할 수 있도록 충분히 높은 신호 레벨을 갖는다.Mixer 118 represents a component or combination of components for recombining signals on communication paths 101A, 101B, 101C into a single signal. Mixer 118 may include any suitable electronic components. Mixer 118 provides the signal coupled to drive amplifier 120. Drive amplifier 120 represents any component or combination of components for amplifying the combined signal. The drive amplifier 120 performs any suitable amplification on the combined signal to produce an output signal for the equalizer 100, which is high enough to effectively deliver the output signal to another destination. Have a level.

동작시에, 등화기(100)는 통신 매체를 통한 통신에 의해 감쇠된 입력 신호를 수신한다. VGLA(110)는 신호 레벨이 등화기(100)의 동적 범위 내에 있도록 신호를 조절한다. 등화기(100)는 입력 신호를 3개의 경로(101A, 101B, 101C)에 배분한다. 경로(101A)의 신호는 지연 발생기(114)에 의해 2회 지연된다. 경로(101B)의 신호는 산술 연산기(S)(112)를 1회 통과하고 지연 발생기(114)에 의해 1회 지연된다. 경로(101C)의 신호는 산술 연산기(S)(112)를 2회 통과한다. 따라서, 3개의 경로(101A, 101B, 101C)는 각각 무연산, 1차 연산 및 2차 연산이 행하여진 입력 신호에 대응한다.In operation, equalizer 100 receives an input signal attenuated by communication over a communication medium. VGLA 110 adjusts the signal so that the signal level is within the dynamic range of equalizer 100. Equalizer 100 distributes the input signal to three paths 101A, 101B, 101C. The signal of path 101A is delayed twice by delay generator 114. The signal of path 101B passes once through arithmetic operator S 112 and is delayed once by delay generator 114. The signal in path 101C passes through arithmetic operator S 112 twice. Thus, the three paths 101A, 101B, and 101C correspond to input signals on which no arithmetic, first order and second order operations are performed, respectively.

그 다음에, 등화기(100)는 각각의 가변 이득 증폭기(116)를 이용하여 각 경로 상의 신호를 증폭한다. 각 증폭기(116)의 이득은 적응 제어기(102)에 의해 제어되고, 이득은 각 경로(101A, 101B, 101C)마다 다를 수 있다. 이렇게 함으로써 등화기(100)는 신호의 주파수에 따라 상이한 비례 관계를 가진 손실 효과에 대하여 상이한 정도의 보상을 제공할 수 있다. 일반적으로, 기저 신호에 관련한 특수한 효과의 보상 크기는 경로(101A) 상의 미수정 신호의 증폭에 대한 대응 경로의 증폭의 비율에 비례한다. 따라서, 경로(101A)는 다른 경로에 적용되는 보상의 상대적 효과를 증가시키기 위하여 무이득 또는 약간의 네가티브 이득(dB)을 적용할 수 있다. 오프셋 제어기(106)는 각 경로(101A, 101B, 101C) 상의 각 신호에 대하여 대응하는 증폭기(116)에 의해 제공된 임의의 DC 오프셋을 보정한다.The equalizer 100 then amplifies the signal on each path using each variable gain amplifier 116. The gain of each amplifier 116 is controlled by the adaptive controller 102 and the gain may vary for each path 101A, 101B, 101C. This allows equalizer 100 to provide different degrees of compensation for loss effects having different proportionalities depending on the frequency of the signal. In general, the magnitude of the compensation of a particular effect with respect to the base signal is proportional to the ratio of the amplification of the corresponding path to the amplification of the unmodified signal on path 101A. Thus, path 101A may apply a gainless or slight negative gain (dB) to increase the relative effect of compensation applied to other paths. The offset controller 106 corrects any DC offset provided by the corresponding amplifier 116 for each signal on each path 101A, 101B, 101C.

각 경로로부터의 증폭된 신호는 혼합기(118)에 의해 단일 신호로 결합된다. 구동 증폭기(120)는 출력 신호를 증폭하여 다른 목적지로 출력 신호를 효과적으로 통신할 수 있게 한다. 출력 모니터(104) 및 오프셋 모니터(108)는 출력 신호의 특성을 모니터하고 적응 제어기(102) 및 오프셋 제어기(106)에 피드백을 제공한다. 적응 제어기(102)는 출력 신호의 레벨에 대한 출력 모니터(104)로부터의 피드백을 이용하여 적응 제어기(102)가 입력 신호를 과도하게 보상하는지 부족하게 보상하는지를 결정한다. 적응 제어기(102)는 그 결정에 기초해서 보다 더 효과적으로 보상하기 위해 하나 이상의 경로(101A, 101B, 101C)에 적용된 이득의 크기를 적절히 조정할 수 있다. 오프셋 제어기(106)는 오프셋 모니터(108)에 의해 제공된 출력 신호의 DC 오프셋에 대한 정보를 이용하여 각각의 증폭기(116)에 인가된 보정 전압의 크기를 조정한다.The amplified signal from each path is combined into a single signal by mixer 118. The drive amplifier 120 amplifies the output signal to enable effective communication of the output signal to other destinations. Output monitor 104 and offset monitor 108 monitor the characteristics of the output signal and provide feedback to adaptive controller 102 and offset controller 106. Adaptive controller 102 uses feedback from output monitor 104 on the level of the output signal to determine whether adaptive controller 102 overcompensates or undercompensates the input signal. Adaptive controller 102 may appropriately adjust the amount of gain applied to one or more paths 101A, 101B, 101C to more effectively compensate based on the determination. The offset controller 106 uses the information about the DC offset of the output signal provided by the offset monitor 108 to adjust the magnitude of the correction voltage applied to each amplifier 116.

전술한 적응 제어 및 피드백의 한가지 장점은 공정, 전압 및 온도(PVT) 변동과 같은 신호에 대한 등화기(100)의 응답을 변화시키는 효과들에 등화기(100)가 응답할 수 있다는 것이다. 적응 응답은 등화기(100)가 감쇠의 변화가 있는 경우에도 출력 신호의 일관된 출력 특성을 생성할 수 있게 한다. 자동 적응 제어를 포함하지 않는 실시예도 변화된 조건 또는 응답에서의 검출된 변동에 응답하여 수동으로 조정될 수 있다.One advantage of the aforementioned adaptive control and feedback is that the equalizer 100 can respond to effects that change the response of the equalizer 100 to signals such as process, voltage and temperature (PVT) variations. The adaptive response allows the equalizer 100 to produce consistent output characteristics of the output signal even when there is a change in attenuation. Embodiments that do not include automatic adaptive control may also be manually adjusted in response to the detected change in the changed condition or response.

등화기(100)의 특수한 실시예의 장점은 다른 통신 매체에 대하여 적응성이 있다는 것이다. 예를 들면, 등화기(100)는 케이블에 결합되고, 표피 효과 및 유전 흡수에 기인하는 감쇠를 보상하도록 적절히 설정되는 이득 설정 기능이 있다. 만일 등화기(100)가 케이블 대신에 백플레인 트레이스에 결합되면, 경로(101A, 101B, 101C)의 이득은 적응 등화기(100)가 백플레인 트레이스의 상이한 감쇠 특성을 보상할 수 있도록 하기 위하여 제어기(102)를 이용하여 조정될 수 있다. 이것은 등화 회로가 특수한 통신 매체의 전달 함수의 역동작(inverse operation)을 제공하도록 구성되어 회로들이 상이한 전송 특성을 가진 통신 매체에 대하여 효과적으로 적용될 수 없었던 이전의 보상 방법보다 더 많은 장점을 제공한다.An advantage of the particular embodiment of the equalizer 100 is that it is adaptable to other communication media. For example, equalizer 100 has a gain setting function coupled to the cable and suitably set to compensate for attenuation due to skin effect and dielectric absorption. If equalizer 100 is coupled to a backplane trace instead of a cable, the gains of paths 101A, 101B, and 101C may be controlled by controller 102 to allow adaptive equalizer 100 to compensate for the different attenuation characteristics of the backplane trace. Can be adjusted using This allows the equalization circuitry to be configured to provide the inverse operation of the transfer function of a particular communication medium, thus providing many advantages over previous compensation methods in which the circuits could not be effectively applied for communication media with different transmission characteristics.

비록 등화기(100)의 특수한 실시예를 상세히 설명하였지만, 다른 가능한 실시예도 많이 있다. 가능한 변형예는, 예를 들면, 상이한 손실 특성을 보상하기 위하여 경로(101A, 101B, 101C)에 다른 또는 추가의 산술 연산을 적용하는 것, 경로의 수를 증가시키는 것, 제어기(102, 106)에 대하여 자동 피드백 제어 대신에 수동 제어를 사용하는 것, 1 단의 가변 이득 증폭기(116)를 사용하는 것, 및 상기 설명에 의해 제안된 다른 변형예를 포함한다. 일반적으로, 구성 요소들은 임의의 적당한 방식으로 재배열되거나 수정되거나 생략될 수 있고, 구성 요소들에 의해 수행되는 기능들은 다른 또는 추가의 구성 요소들에 분배되거나 또는 하나의 구성 요소에 임의의 적당한 방법으로 통합될 수 있다. 따라서, 등화기(100)의 구현은 이러한 임의의 변형예들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Although specific embodiments of the equalizer 100 have been described in detail, there are many other possible embodiments. Possible variants include, for example, applying other or additional arithmetic operations to paths 101A, 101B, and 101C to compensate for different loss characteristics, increasing the number of paths, and controllers 102 and 106. Using manual control instead of automatic feedback control, using a single stage variable gain amplifier 116, and other variations suggested by the above description. In general, components may be rearranged, modified, or omitted in any suitable manner, and the functions performed by the components may be distributed to other or additional components, or in any suitable method for one component. It can be integrated into. Thus, implementation of equalizer 100 should be understood to include any such variations.

도 2는 산술 연산기(S)(112)의 특수한 실시예를 나타낸다. 도시된 실시예에서, 산술 연산기(S)(112)는 산술 연산기(S)(112)에 미분 입력 A(보수 Ax와 함께)로 서 제공된 입력 신호에 미분 연산을 적용한다. 산술 연산기(S)(112)는 저항기(202), 트랜지스터(204), 커패시터(206) 및 정전류원(208)을 포함한다. 트랜지스터(204)는 예를 들면 도 2에 도시된 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)를 포함한 임의의 적당한 트랜지스터일 수 있다. 저항기(202), 커패시터(206), 및 정전류원(208)의 구성 요소 값들은 입력 신호의 주파수 및 출력 신호의 레벨 사이에서 소정의 비례인수(proportionality factor)를 생성하도록 선택될 수 있다.2 shows a particular embodiment of an arithmetic operator (S) 112. In the illustrated embodiment, arithmetic operator (S) 112 applies a derivative operation to an input signal provided as a derivative input A (along with complement A x ) to arithmetic operator (S) 112. Arithmetic operator (S) 112 includes a resistor 202, a transistor 204, a capacitor 206, and a constant current source 208. Transistor 204 can be any suitable transistor, including, for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) shown in FIG. 2. The component values of the resistor 202, the capacitor 206, and the constant current source 208 may be selected to produce a certain proportional factor between the frequency of the input signal and the level of the output signal.

산술 연산기(S)(112)는 또한 미분 출력 신호(Z)(보수 Zx와 함께)의 공통 모드 전압을 모니터하는 공통 모드 전압 검출기(CMVD)(210)를 포함한다. CMVD(210)는 증폭기(212)에 결합되고, 증폭기(212)는 CMVD(210)의 출력을 기준 공통 전압(Vcomm)(214)과 비교한다. CMVD(210)와 증폭기(212)는 함께 미분 출력 신호(Z)의 공통 모드 전압을 Vcomm(214)로 유지한다. 이것은 다른 경우에 발생하는 출력 신호의 전압 드리프트를 방지한다.Arithmetic operator (S) 112 also includes a common mode voltage detector (CMVD) 210 that monitors the common mode voltage of the differential output signal Z (with complement Z x ). The CMVD 210 is coupled to an amplifier 212, which compares the output of the CMVD 210 with a reference common voltage V comm 214. The CMVD 210 and the amplifier 212 together maintain the common mode voltage of the differential output signal Z at V comm 214. This prevents voltage drift of the output signal that occurs in other cases.

동작시에, 산술 연산기(S)(112)는 입력 신호(A)를 수신한다. 입력 신호(A)에 대한 산술 연산기(S)(112)의 응답은 커패시터(206)의 주파수 의존 응답성 때문에 주파수 의존성이다. 저항기(202)와 정전류원(208)은 커패시터(206)가 입력 신호(A)에 의해 충전 및 방전되는 속도를 조절한다. 따라서, 산술 연산기(S)(112)는 입력 신호(A)의 주파수에 비례하는 출력 신호(Z)를 제공한다. CMVD(210)는 출력 신호(Z)의 공통 모드 전압을 모니터하고, 증폭기(212)는 필요에 따라 공통 모드 전압을 보 정한다.In operation, arithmetic operator (S) 112 receives an input signal (A). The response of the arithmetic operator S 112 to the input signal A is frequency dependent because of the frequency dependent responsiveness of the capacitor 206. The resistor 202 and the constant current source 208 regulate the rate at which the capacitor 206 is charged and discharged by the input signal A. Thus, arithmetic operator S 112 provides an output signal Z that is proportional to the frequency of the input signal A. The CMVD 210 monitors the common mode voltage of the output signal Z, and the amplifier 212 corrects the common mode voltage as needed.

상기 산술 연산기(S)(112)는 하나의 특수한 1차 산술 연산의 단지 하나의 특수한 예에 불과하다. 다른 연산이 등화기(100)에서 사용될 수 있고, 다른 적당한 구성 요소들을 사용하여 상기 미분 연산을 생성할 수 있다. 더 나아가서, 다른 산술 연산은 주파수의 제곱에 비례하는 출력 신호와 같은 더욱 고차의 응답을 생성할 수 있다. 이러한 변형예는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 이해하여야 한다.The arithmetic operator (S) 112 is only one special example of one special first order arithmetic operation. Other operations may be used in the equalizer 100 and other suitable components may be used to generate the differential operation. Furthermore, other arithmetic operations can produce higher order responses, such as output signals that are proportional to the square of the frequency. Such modifications are to be understood as being included within the scope of the present invention.

도 3은 지연 발생기(114)의 일 실시예를 도시한 것이다. 지연 발생기(114)는 미분 입력 신호(A) 뒤로 위상 지연되는 미분 출력 신호(Z)를 생성한다. 이 실시예에서, 지연 발생기(114)는 트랜지스터(302), 커패시터(304), 정전류원(306), CMVD(308) 및 증폭기(310)를 포함한다. 트랜지스터(302)는 예를 들면 도 3에 도시된 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 임의의 적당한 트랜지스터일 수 있다. 커패시터(304)와 정전류원(306)의 구성 요소 값들은 입력 신호(A)와 출력 신호(Z) 사이에 적당한 위상 지연을 부여하도록 선택될 수 있다. 특수한 실시예예 따르면, 지연 발생기(114)의 구성 요소 값들은 지연 발생기(114)의 위상 지연을 산술 연산기(S)(112)가 그 각각의 산술 연산을 적용하는데 필요한 시간과 일치시키도록 선택된다.3 illustrates one embodiment of a delay generator 114. Delay generator 114 generates a differential output signal Z that is phase delayed behind the differential input signal A. In this embodiment, the delay generator 114 includes a transistor 302, a capacitor 304, a constant current source 306, a CMVD 308, and an amplifier 310. Transistor 302 may be any suitable transistor, such as, for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) shown in FIG. 3. Component values of capacitor 304 and constant current source 306 may be selected to impart a suitable phase delay between input signal A and output signal Z. According to a particular embodiment, the component values of delay generator 114 are selected to match the phase delay of delay generator 114 with the time required for arithmetic operator S 112 to apply its respective arithmetic operation.

동작시에, 지연 발생기(114)는 커패시터(304)의 충전 시간 및 트랜지스터(302)의 응답 시간 때문에 입력 신호(A) 뒤로 지연되는 출력 신호(Z)를 생성한다. CMVD(308)와 증폭기(312)는 출력 신호(Z)의 공통 모드 전압을 Vcomm(312)로 유지하도 록 함께 동작한다. 이것은 다른 경우에 발생하는 출력 신호의 전압 드리프트를 방지하는데 도움이 된다.In operation, the delay generator 114 generates an output signal Z that is delayed behind the input signal A because of the charging time of the capacitor 304 and the response time of the transistor 302. The CMVD 308 and the amplifier 312 operate together to maintain the common mode voltage of the output signal Z at V comm 312. This helps to prevent voltage drift of the output signal that occurs in other cases.

지연 발생기(114)의 도시된 실시예는 입력 신호에 대하여 지연을 제공하는 많은 가능한 구성 요소들 중의 단지 일 예에 불과하다. 다른 실시예에서, 지연의 크기는 예를 들면 가변 커패시터(304) 또는 가변 정전류원(306)을 이용하여 조정할 수 있다. 소정의 지연을 발생하기 위해 다른 구성 요소들을 사용할 수 있고, 도시된 각종 구성 요소들은 재배열되거나 생략될 수 있다. 그러한 변형예는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 이해하여야 한다.The illustrated embodiment of the delay generator 114 is just one example of many possible components that provide a delay for the input signal. In other embodiments, the magnitude of the delay can be adjusted using, for example, variable capacitor 304 or variable constant current source 306. Other components may be used to generate a certain delay, and the various components shown may be rearranged or omitted. Such modifications are to be understood as being included within the scope of the present invention.

도 4는 VGLA(110)의 일 실시예를 도시한 것이다. 도시된 실시예에서, VGLA(110)는 저항기(402), 트랜지스터(404), 정전류원(406), 가변 정전류원(408), CMVD(410) 및 증폭기(412)를 포함한다. 트랜지스터(404)는 예를 들면 도 4에 도시된 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 같은 임의의 적당한 트랜지스터일 수 있다. 저항기(402)와 정전류원(406)의 구성 요소 값들은 VGLA(110)에 대하여 소정의 증폭 범위를 생성하도록 적당히 선택될 수 있다. 가변 정전류원(408)은 트랜지스터(404)("k"로 표시된 것)를 바이어싱하는 전류의 크기를 제어하여 VGLA(110)의 이득이 제어되도록 조정가능하다.4 illustrates one embodiment of a VGLA 110. In the illustrated embodiment, VGLA 110 includes resistor 402, transistor 404, constant current source 406, variable constant current source 408, CMVD 410, and amplifier 412. Transistor 404 can be any suitable transistor, such as, for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) shown in FIG. 4. The component values of resistor 402 and constant current source 406 may be appropriately selected to produce the desired amplification range for VGLA 110. The variable constant current source 408 is adjustable such that the gain of the VGLA 110 is controlled by controlling the amount of current biasing the transistor 404 (as indicated by “k”).

동작시에, VGLA(110)는 입력 트랜지스터(404)("M1"과 "M2"로 표시된 것)에 인가된 입력 신호의 이득을 제공한다. 이득의 크기는 가변 전류원(408) 및 VGLA(110)의 다른 구성 요소들의 구성 요소 값에 의해 제어된다. VGLA(110)는 또한 신호가 등화기(100)의 동적 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위하여 신호의 최대 레 벨을 제한한다. CMVD(410)는 출력 신호(Z)의 공통 모드 전압을 모니터하고, 증폭기(412)와 함께 출력 신호(Z)의 공통 모드 전압을 Vcomm(414)로 유지한다.In operation, VGLA 110 provides a gain of an input signal applied to input transistor 404 (denoted as "M1" and "M2"). The magnitude of the gain is controlled by the component values of the variable current source 408 and other components of the VGLA 110. VGLA 110 also limits the maximum level of the signal to prevent the signal from moving beyond the dynamic range of equalizer 100. The CMVD 410 monitors the common mode voltage of the output signal Z and maintains the common mode voltage of the output signal Z at V comm 414 together with the amplifier 412.

도시된 실시예는 VGLA(110)의 많은 가능한 실시예들 중 단지 하나의 예이다. 소정의 가변 이득을 발생하고, 출력 신호의 최대 레벨을 제한하며, 다른 방법으로 등화기(100)에 대한 입력 신호를 조절하기 위해 다른 구성 요소를 사용할 수 있다. 더 나아가서, 도시된 각종 구성 요소들은 재배열되거나 생략될 수 있다. 그러한 변형예는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해하여야 한다.The illustrated embodiment is just one example of many possible embodiments of VGLA 110. Other components may be used to generate some variable gain, limit the maximum level of the output signal, and otherwise adjust the input signal to the equalizer 100. Furthermore, various components shown may be rearranged or omitted. Such modifications are to be understood as being included in the scope of the present invention.

도 5는 가변 이득 증폭기(116)의 다단 실시예의 일 예를 도시한 것이다. 도시된 실시예에서, 증폭기(116)는 증폭기 단(502A, 502B,...502n)(전체적으로 "단(502)"이라고 부른다)들을 포함한다. 각 증폭기는 그 대응하는 입력 단자(504A, 504B,... 504n)(전체적으로 "입력 단자(504)"라고 부른다)에 인가된 신호에 가변 이득(g)을 제공한다. 각 단(502)에 의해 생성된 이득은 독립적으로 가변적일 수 있고, 대안적으로 모든 단들 사이에서 자동적으로 등화될 수 있다. 특수한 실시예에 따르면, 이득은 대응하는 단(502)에 인가되는 바이어스 전류(506A, 506B,... 506n)(전체적으로 "바이어스 전류(506)"라고 부른다)를 조정함으로써 제어될 수 있다. 바이어스 전류(506)를 이용하여 단(502)들을 제어하면 단(502)들의 대역폭을 크게 감소시키지 않고 단(502)들의 이득을 증가시킬 수 있다.5 illustrates an example of a multistage embodiment of a variable gain amplifier 116. In the illustrated embodiment, the amplifier 116 includes amplifier stages 502A, 502B, ... 502n (collectively referred to as "stage 502"). Each amplifier provides a variable gain g on the signal applied to its corresponding input terminals 504A, 504B, ... 504n (collectively referred to as "input terminal 504"). The gain generated by each stage 502 may be independently variable and, alternatively, may be automatically equalized between all stages. According to a particular embodiment, the gain can be controlled by adjusting the bias currents 506A, 506B, ... 506n (collectively referred to as "bias current 506") applied to the corresponding stage 502. Controlling the stages 502 using the bias current 506 can increase the gain of the stages 502 without significantly reducing the bandwidth of the stages 502.

각 단(502)은 단들의 각각의 입력 단자(504)에 인가된 신호들에 DC 오프셋을 부여할 수 있다. 이렇게 부여된 DC 오프셋의 크기는 특수한 단(502)의 이득에 따라 변화될 수 있고, 일반적으로 다른 단(502)들은 다른 DC 오프셋(502)을 부여할 수 있다. 이전의 방법들은 전체 다단 증폭기(116)에 의해 제공된 DC 오프셋이 되게 하기 위해 제1단(502A) 앞에서 보정 전압을 인가함으로써 DC 오프셋을 보정하였다. 그러나, 이것은, 특히 부여된 DC 오프셋의 크기가 단들(502)마다 다른 경우에, 하나 이상의 단(502)의 동적 범위 외측으로 신호를 벗어나게 할 수 있다. 더 나아가서, 이것은 보정되지 않은 DC 오프셋이 각각의 후속 단(502)에서 증폭되는 것보다 더 위험하고, 잠재적으로 신호를 교란시키게 된다.Each stage 502 may impart a DC offset to the signals applied to each input terminal 504 of the stages. The magnitude of the DC offset thus given may vary depending on the gain of the particular stage 502, and generally other stages 502 may impart a different DC offset 502. The previous methods corrected the DC offset by applying a correction voltage in front of the first stage 502A to be the DC offset provided by the overall multistage amplifier 116. However, this may cause the signal to deviate outside of the dynamic range of one or more stages 502, especially if the magnitude of the given DC offset varies from stage to stage 502. Furthermore, this is more dangerous than the uncorrected DC offset being amplified at each subsequent stage 502 and potentially disturbs the signal.

따라서, 도시된 실시예에서, 보정 전압(Vs)(508)(전압 VsA(508A), VsB(508B), ... Vsn(508n)을 전체적으로 이렇게 부른다)은 각 단(502)의 입력 단자(504)에 인가된다. 이것은 개시시에 보정되지 않은 DC 오프셋이 심각하게 손상된 신호 품질의 지점까지 증폭되는 위험성을 감소시키고, 또한 신호가 단(502)들 중 하나의 동적 범위를 벗어나는 위험성을 감소시킨다. 각 단(502)에 인가된 보정 전압(508)의 크기는 특수 단(502)에 맞게 조정될 수 있고, 따라서 신호가 임의의 단(502)의 동적 범위를 벗어나는 위험성을 더욱 감소시키게 된다. 새로운 보정 전압(508)은 각각의 새로운 단(502)에 대하여 추가될 수 있다. 이것은 단일 DC 오프셋이 제1 단(502A)에 인가된 경우와 같이, 신호가 각 단(502)의 동적 범위를 벗어나는 위험성이 각각의 새로운 단(502)의 추가에 의해 발생하는 것을 방지한다.Thus, in the embodiment shown, (hereinafter voltages V sA (508A), V sB (508B), ... V sn (508n) the whole so) correction voltage (V s) (508) are each stage 502 Is applied to the input terminal 504 of. This reduces the risk that the uncorrected DC offset at initiation is amplified to the point of severely impaired signal quality, and also reduces the risk that the signal leaves the dynamic range of one of the stages 502. The magnitude of the correction voltage 508 applied to each stage 502 can be adjusted for the special stage 502, thus further reducing the risk of the signal leaving the dynamic range of any stage 502. A new correction voltage 508 can be added for each new stage 502. This prevents the risk of the signal leaving the dynamic range of each stage 502 caused by the addition of each new stage 502, such as when a single DC offset is applied to the first stage 502A.

각 단(502)에 인가된 보정 전압(508)의 크기는 여러가지 방법으로 변화될 수 있다. 보정 전압(508)은 전체 보정이 증폭기(116)에 의해 부여된 전체 DC 오프셋과 동일하게 되도록 각 단(502)들 간에 균일하게 배분될 수 있다. 대안적으로, 보정 전압(508)은 각 단마다 선택적으로 조정될 수 있다. 예를 들면, 보정 전압(508)의 크기는 단의 이득이 변경될 때마다 조정될 수 있다. 그러한 실시예에서, 오프셋 제어기(106)와 적응 제어기(102)는 신속한 조정을 위하여 서로 통신 관계에 있는 것이 유용하다. 보정 전압(508)은 오프셋 모니터(108)로부터 수신한 정보에 응답하여 자동으로 조정될 수 있다. 대안적으로, 보정 전압(508)은 수동으로 조정될 수 있다. 각종 구성 요소들을 추가하거나 생략하거나 또는 재배열하는 것을 비롯한 상기 및 다른 많은 변형예들은 본 발명의 범위 내에 포함된다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 여기에서 설명하는 기술들은 등화기(100) 또는 유사한 장치에서 사용된 증폭기에 제한되지 않고 임의의 다단식 가변 이득 증폭기에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.The magnitude of the correction voltage 508 applied to each stage 502 can be varied in various ways. Correction voltage 508 may be evenly distributed between stages 502 such that the overall correction is equal to the overall DC offset imparted by amplifier 116. Alternatively, the correction voltage 508 can be selectively adjusted at each stage. For example, the magnitude of the correction voltage 508 can be adjusted each time the gain of the stage changes. In such embodiments, it is useful for the offset controller 106 and the adaptive controller 102 to be in communication with each other for quick adjustment. The correction voltage 508 can be adjusted automatically in response to the information received from the offset monitor 108. Alternatively, the correction voltage 508 can be adjusted manually. It is to be understood that these and many other variations, including the addition, omission, or rearrangement of various components, are included within the scope of the present invention. In particular, it should be understood that the techniques described herein may be applied to any multistage variable gain amplifier without being limited to amplifiers used in equalizer 100 or similar devices.

도 6은 적응 제어기(102)를 이용하여 경로(101A, 101B, 101C)의 이득 레벨을 설정하기 위한 예시적인 방법을 나타내는 흐름도(600)이다. 단계 602에서, 통신 매체의 전송 특성이 측정된다. 이 측정은 표피 효과 계수, 유전 흡수 계수, 길이, 또는 신호의 감쇠와 관련된 기타의 특성들과 같은 통신 매체의 물리적 특성을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 매체의 1차 주파수 의존성의 효과는 단계 604에서 결정된다. 이것은 매체로 운반된 신호의 주파수에 선형 비례하는 임의 유형의 감쇠를 포함할 수 있다. 상기 1차 효과에 기초해서, 적응 제어기(102)는 단계 606에서 1차 효과를 개략적으로 보상하는 경로(101B) 상에 이득을 생성하도록 설정된다. 2차 주파수 의존성의 효과는 단계 608에서 매체 상에서 수행되는 측정으로부터 결정되고, 적응 제어기(102)는 단계 610에서 경로(101C) 상의 보상 이득을 생성하도록 설정된다.6 is a flowchart 600 illustrating an exemplary method for setting gain levels of paths 101A, 101B, 101C using adaptive controller 102. In step 602, transmission characteristics of the communication medium are measured. This measurement can be used to determine the physical properties of the communication medium, such as skin effect factor, dielectric absorption factor, length, or other properties related to the attenuation of the signal. The effect of the primary frequency dependency of the medium is determined at step 604. This may include any type of attenuation that is linearly proportional to the frequency of the signal carried in the medium. Based on the first order effect, the adaptive controller 102 is set at step 606 to generate a gain on the path 101B which roughly compensates for the first order effect. The effect of the secondary frequency dependency is determined from the measurements performed on the medium at step 608, and the adaptive controller 102 is set to generate a compensation gain on path 101C at step 610.

1차 경로(101B)와 2차 경로(101C) 상의 상대적인 보상이 미수정 경로(101A)와 관련하여 충분히 되는 것을 입증하기 위하여, 경로들 간의 증폭률이 단계 612에서 계산된다. 이 비율에 기초해서, 경로(101B, 101C)에 적용된 보상의 크기가 미수정 신호와 관련하여 충분한지 여부를 결정할 수 있다. 보상의 크기가 충분하지 않으면, 단계 614에서 경로들의 이득/이득 비율을 개선하기 위하여 네가티브 dB 이득이 미수정 경로(101A)에 적용될 수 있다. 예를 들면, 특수한 경우에 감쇠 효과에 대한 완전한 보상은 경로(101A) 상에서 1의 이득을, 경로(101B) 상에서 10의 이득을, 및 경로(101C) 상에서 50의 이득을 필요로 할 수 있다. 만일 경로(101C) 상의 증폭기(116)가 40의 최대 이득을 가지면, 경로(101A)에는 예를 들면 0.8의 이득이 적용되어 경로간의 비율이 경로(101B, 101C)의 이득을 각각 8과 40으로 설정함으로써 유지될 수 있다. 일단 모든 이득들이 설정되면, 상기 방법이 종료된다.In order to prove that the relative compensation on the primary path 101B and the secondary path 101C is sufficient with respect to the uncorrected path 101A, the amplification factor between the paths is calculated in step 612. Based on this ratio, it can be determined whether the amount of compensation applied to the paths 101B and 101C is sufficient with respect to the uncorrected signal. If the amount of compensation is not sufficient, a negative dB gain may be applied to the uncorrected path 101A to improve the gain / gain ratio of the paths in step 614. For example, in special cases full compensation for the damping effect may require a gain of 1 on path 101A, a gain of 10 on path 101B, and a gain of 50 on path 101C. If the amplifier 116 on the path 101C has a maximum gain of 40, then a gain of 0.8 is applied to the path 101A, for example, so that the ratio between the paths equals the gains of the paths 101B and 101C to 8 and 40, respectively. Can be maintained by setting. Once all gains have been set, the method ends.

도 7은 경로(101A, 101B, 101C)의 이득을 적응적으로 조정하기 위한 방법을 나타내는 흐름도(700)이다. 등화기(100)는 입력 신호의 처리를 개시하여 출력 신호를 발생하고, 적응 제어 방법이 시작된다. 출력 모니터(104)는 단계 702에서 출력 신호의 심볼간 간섭을 모니터하여 하나 이상의 경로(101A, 101B, 101C)의 이득이 조정을 필요로 한다는 것을 나타내는 신호 내의 불균형이 있는지 여부를 결정한다. 만일 결정 단계 704에서 불균형이 검출되면, 적응 제어기(102)는 출력 모니터(104)에 의해 제공된 정보에 기초해서 단계 706에서 각 경로의 이득 조정을 결정한다. 그 다음에, 적응 제어기(102)는 단계 708에서 각 경로(101A, 101B, 101C)의 이득을 적절히 조정한다. 상기 방법은 결정 단계 710으로 도시한 바와 같이 신호의 수신이 계속되는 한 반복될 수 있다.7 is a flowchart 700 illustrating a method for adaptively adjusting the gains of paths 101A, 101B, and 101C. The equalizer 100 starts processing the input signal to generate an output signal, and the adaptive control method starts. The output monitor 104 monitors the intersymbol interference of the output signal at step 702 to determine whether there is an imbalance in the signal indicating that the gains of one or more paths 101A, 101B, 101C require adjustment. If an imbalance is detected at decision step 704, the adaptive controller 102 determines the gain adjustment of each path at step 706 based on the information provided by the output monitor 104. The adaptive controller 102 then appropriately adjusts the gain of each path 101A, 101B, 101C in step 708. The method may be repeated as long as reception of the signal continues as shown by decision step 710.

도 6과 도 7에 도시된 동작의 방법은 등화기(100)에서 가변 이득 증폭기(116)의 적절한 이득을 설정하기 위한 방법의 예들을 나타낸 것이다. 다른 실시예에서, 상기 설명한 단계들은 임의의 적당한 순서로 수행될 수 있고, 특수한 단계들이 생략되거나 추가될 수 있다. 또한 특히 전술한 등화기(100)의 임의의 많은 실시예들과 일치하는 임의의 동작 방법을 포함하는 다른 이득 설정 방법들을 사용할 수도 있다.The method of operation shown in FIGS. 6 and 7 shows examples of a method for setting the appropriate gain of variable gain amplifier 116 in equalizer 100. In other embodiments, the steps described above may be performed in any suitable order, and special steps may be omitted or added. Other gain setting methods may also be used, particularly including any method of operation consistent with any of the many embodiments of equalizer 100 described above.

도 8은 다단 증폭기(116)에서 DC 오프셋을 보정하기 위해 제공되는 보정 전압을 적응적으로 제어하는 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도(800)이다. 도시된 방법에서, 보정 전압은 단계 802에서 모든 경로(101A, 101B, 101C)를 따라 각 단(502)에 대하여 결정된다. 이 결정은 특수한 단(502)에 의해 부여된 DC 오프셋의 임의의 적당한 측정에 기초하여 행하여질 수 있다. 오프셋 제어기(106)는 단계 804에서 각각의 보정 전압을 각 단에 인가한다.8 is a flowchart 800 illustrating one embodiment of a method of adaptively controlling a correction voltage provided to correct for a DC offset in a multi-stage amplifier 116. In the method shown, the correction voltage is determined for each stage 502 along all paths 101A, 101B, 101C in step 802. This determination can be made based on any suitable measurement of the DC offset imparted by the special stage 502. The offset controller 106 applies each correction voltage to each stage at step 804.

등화기(100)가 활성화되고 신호를 수신할 때, 오프셋 모니터(108)는 단계 806에서 각 경로(101A, 101B, 101C)의 DC 오프셋 뿐만 아니라 전체 출력 신호의 DC 오프셋을 모니터한다. 만일 예상하지 않은 오프셋이 결정 단계 808에서 검출되면, 오프셋 제어기(106)는 단계 810에서 보정 전압의 적당한 조정을 결정한다. 그 다음에, 오프셋 제어기(106)는 단계 812에서 조정을 적용한다. 그 다음에, 결정 단계 814에 도시한 바와 같이, 상기 방법은 신호의 수신이 계속되는 한 단계 806으로부터 반복될 수 있다.When equalizer 100 is activated and receiving a signal, offset monitor 108 monitors the DC offset of the entire output signal as well as the DC offset of each path 101A, 101B, 101C in step 806. If an unexpected offset is detected at decision step 808, the offset controller 106 determines the appropriate adjustment of the correction voltage at step 810. The offset controller 106 then applies the adjustment at step 812. Then, as shown in decision step 814, the method may be repeated from step 806 as long as reception of the signal continues.

도 9는 다단 증폭기(116)에서 보정 전압을 조정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 이 방법은 예를 들면 도 8에 도시한 방법의 단계 802와 804를 적용함으로써 각 단(502)의 보정 전압을 설정하는 단계 902에서 시작한다. 일단 보정 전압이 설정되면, 그 보정 전압은 다단 증폭기(116)의 변화에 기초하여 조정될 수 있다. 만일 결정 단계 904에 도시한 바와 같이 하나 이상의 단(502)의 이득이 조정되면, 오프셋 제어기(106)는 단계 906에서 상기 각 단(502)용의 새로운 보정 전압을 결정할 수 있다. 그 다음에, 오프셋 제어기(106)는 단계 908에서 새로운 보정 전압을 인가한다.9 is a flowchart illustrating a method of adjusting the correction voltage in the multistage amplifier 116. The method starts at step 902, for example, setting the correction voltage of each stage 502 by applying steps 802 and 804 of the method shown in FIG. Once the correction voltage is set, the correction voltage can be adjusted based on the change in the multistage amplifier 116. If the gain of one or more stages 502 is adjusted as shown in decision step 904, the offset controller 106 may determine a new correction voltage for each stage 502 in step 906. The offset controller 106 then applies a new correction voltage at step 908.

오프셋 제어기(106)는 또한 다단 증폭기(116)에 단(502)을 추가한 것에 응답하여 조정될 수 있다. 만일 단이 추가되었다고 결정 단계 910에서 결정되면, 단계 912에서 그 새로운 단(502)의 보정 전압이 결정된다. 오프셋 제어기(106)는 단계 914에서 상기 새로운 단(502)에 보정 전압을 인가한다. 보정 전압이 각 단에 별도로 인가되기 때문에, 임의의 다른 단(502)에 관련된 보정 전압을 조정할 필요는 없다. 이득 변화 또는 추가의 단에 대한 적당한 조정이 행하여진 후에 상기 방법이 종료된다.Offset controller 106 may also be adjusted in response to adding stage 502 to multistage amplifier 116. If it is determined at step 910 that a stage has been added, then at step 912 the correction voltage of the new stage 502 is determined. The offset controller 106 applies a correction voltage to the new stage 502 in step 914. Since the correction voltage is applied to each stage separately, it is not necessary to adjust the correction voltage associated with any other stage 502. The method is terminated after appropriate adjustments are made to the gain change or additional stages.

도 8과 도 9에 도시한 동작 방법들은 다단 증폭기(116)의 다수의 단들에 보정 전압을 인가하기 위한 많은 가능한 방법들 중의 일 예에 불과한 것이다. 다른 실시예, 예를 들면, 각 단(502)마다 보정 전압을 인가하지 않고 하나 거른 각 단 (502)마다 보정 전압을 인가하고, 오프셋을 피드백을 통하지 않고 수동으로 제어하는 것을 포함한 다른 실시예, 또는 기타의 유사한 병형예들도 가능하다. 특히, 전술한 가변 이득 증폭기(116)의 임의의 실시예와 일치하는 임의의 동작 방법은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해하여야 한다.8 and 9 are just one example of many possible methods for applying a correction voltage to multiple stages of the multi-stage amplifier 116. Other embodiments, for example, other embodiments including applying a correction voltage for each of the other stages 502 without applying a correction voltage for each stage 502, and manually controlling the offset without feedback. Or other similar forms of disease are possible. In particular, it should be understood that any method of operation consistent with any embodiment of variable gain amplifier 116 described above is within the scope of the present invention.

비록 지금까지 본 발명을 몇가지 실시예와 관련하여 설명하였지만, 당업자라면 상기 실시예들을 여러가지로 변화, 변형, 개조, 치환 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 내에 속하는 그러한 변화, 변형, 개조, 치환 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다.Although the present invention has been described above in connection with some embodiments, those skilled in the art will be able to make various changes, modifications, adaptations, substitutions and modifications to the embodiments. Accordingly, it is intended that the present invention cover such changes, modifications, alterations, substitutions and modifications as fall within the scope of the appended claims.

본 발명에 따르면, 신호 통신용으로 사용되는 통신 매체로부터 야기되는 신호 감쇠를 보상하여 출력 신호를 등화시킨다. 이것에 의해 신호의 출력 특성이 신호 통신용으로 사용되는 통신 경로에 관계없이 일관되게 유지될 수 있다. 일관된 출력 특성과 관련된 장점은, 신호 레벨이 시스템 구성 요소들의 동적 범위 내에 있도록 선택될 수 있기 때문에, 구성 요소 응답이 개선되는 것을 포함한다. 또한, 신호는 정보가 손실되는 것을 방지하도록 충분한 레벨로 유지될 수 있다.According to the present invention, equalization of the output signal is made by compensating for signal attenuation resulting from a communication medium used for signal communication. This allows the output characteristics of the signal to be maintained consistent regardless of the communication path used for signal communication. Advantages associated with consistent output characteristics include improved component response since the signal level can be selected to be within the dynamic range of system components. In addition, the signal can be maintained at a level sufficient to prevent information from being lost.

본 발명에 따르면, 상이한 통신 매체에 대한 적응성을 갖는다. 특정 실시예들은 유입 신호에 적용되는 보상의 정도를 조정하기 위해 가변 이득 증폭기를 사용한다. 그러한 실시예들은 보상의 크기를 상이한 매체에 대하여 조정할 수 있고, 따라서 그러한 기술들을 구체화하는 등화기의 다양성을 증가시킨다. 또한, 그러한 실시예들은 공정, 전압 및 온도 변화와 관련된 매체 특성의 변화에 대하여 적응할 수 있다.According to the invention, it is adaptable to different communication media. Certain embodiments use a variable gain amplifier to adjust the degree of compensation applied to the incoming signal. Such embodiments can adjust the magnitude of the compensation for different media, thus increasing the variety of equalizers embodying such techniques. In addition, such embodiments can adapt to changes in media properties associated with process, voltage, and temperature changes.

본 발명의 또 다른 기술적 장점은 고속 응답을 촉진시키는 것이다. 특정 실시예들은 각각의 단에서 DC 오프셋 보정과 함께 신호 증폭을 위해 다단식 가변 이득 증폭기를 사용한다. 각 증폭기는 총 증폭량의 일부만을 제공하기 때문에, 다단 증폭기의 전체 응답 시간은 감소된다. 각 단에서 DC 오프셋 보정을 적용하면 신호가 증폭기의 임의의 특수 단의 동적 범위를 벗어나는 것을 방지함으로써 다단 증폭기의 유연성을 증가시킬 수 있다.Another technical advantage of the present invention is to promote high speed response. Certain embodiments use a multistage variable gain amplifier for signal amplification with DC offset correction in each stage. Since each amplifier provides only a fraction of the total amount of amplification, the overall response time of the multistage amplifier is reduced. Applying DC offset correction at each stage can increase the flexibility of the multistage amplifier by preventing the signal from moving out of the dynamic range of any special stage of the amplifier.

본 발명의 또 다른 기술적 장점은 다단 증폭기의 범위성이다. 다단 증폭기의 각 단에서 DC 오프셋을 보정함으로써, 다단 증폭기의 전체 DC 오프셋을 재계산하지 않고 추가의 단들을 추가할 수 있다. 또한, 전체 다단 증폭기의 DC 오프셋을 보정하기 위해 크기가 큰 DC 오프셋을 이용하는 경우 신호가 복수의 증폭기 단 중 하나의 동적 범위를 벗어날 위험성은 실질적으로 감소된다.Another technical advantage of the present invention is the scalability of the multistage amplifier. By correcting the DC offset at each stage of the multistage amplifier, additional stages can be added without recalculating the overall DC offset of the multistage amplifier. In addition, the risk of the signal leaving the dynamic range of one of the plurality of amplifier stages is substantially reduced when using a large DC offset to correct the DC offset of the entire multistage amplifier.

Claims (22)

다단 증폭기에서 DC 오프셋을 보정하는 방법에 있어서,In the method of correcting the DC offset in a multi-stage amplifier, 상기 다단 증폭기에 의해 입력 신호에 부여된 DC 오프셋을 결정하는 단계로서, 상기 다단 증폭기는 증폭기 사이에 연결된 복수의 단을 구비하는 것인, DC 오프셋을 결정하는 단계; 및Determining a DC offset imparted to an input signal by the multistage amplifier, wherein the multistage amplifier has a plurality of stages coupled between the amplifiers; And 상기 다단 증폭기의 상기 복수의 단 중에서 선택된 단에 보정 전압을 인가하는 단계로서, 상기 인가된 보정 전압의 총합은 상기 다단 증폭기에 의해 부여된 DC 오프셋을 무효화하는 것인 보정 전압을 인가하는 단계Applying a correction voltage to a selected one of the plurality of stages of the multistage amplifier, wherein the sum of the applied correction voltages negates the DC offset imposed by the multistage amplifier. 를 포함하며,Including; 상기 DC 오프셋 보정 방법은 상기 입력 신호의 감쇠를 보상하도록 동작 가능한 등화기에서 수행되고, 상기 다단 증폭기의 복수의 단 중에서 선택된 단에 인가된 보정 전압은, 상기 등화기에 의해서 부여된 DC 오프셋을 또한 무효화하며;The DC offset correction method is performed in an equalizer operable to compensate for attenuation of the input signal, and a correction voltage applied to a selected stage among a plurality of stages of the multistage amplifier further invalidates the DC offset imparted by the equalizer. To; 상기 다단 증폭기의 복수의 단의 각각의 이득은 상기 등화기의 적응 제어기에 의해 제어되는 것인,Gain of each of the plurality of stages of the multistage amplifier is controlled by an adaptive controller of the equalizer, DC 오프셋 보정 방법.DC offset correction method. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 DC 오프셋을 결정하는 단계는 상기 다단 증폭기의 각 단의 DC 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는 것인 DC 오프셋 보정 방법.Determining the DC offset comprises determining a DC offset of each stage of the multi-stage amplifier. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 보정 전압은 상기 다단 증폭기의 각 단마다 인가되고;The correction voltage is applied to each stage of the multistage amplifier; 각 단에 인가된 보정 전압은 그 단에 의해 부여된 DC 오프셋과 크기가 동일한 것인 DC 오프셋 보정 방법.And the correction voltage applied to each stage is equal in magnitude to the DC offset imparted by that stage. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 총 보정 전압은 보정 전압이 인가되는 선택된 단들 사이에 균일하게 배분되는 것인 DC 오프셋 보정 방법.Wherein the total correction voltage is uniformly distributed among the selected stages to which the correction voltage is applied. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다단 증폭기의 출력 신호의 출력 DC 오프셋을 모니터하는 단계;Monitoring the output DC offset of the output signal of the multi-stage amplifier; 출력 DC 오프셋의 변화를 검출하는 단계; 및Detecting a change in the output DC offset; And 출력 DC 오프셋의 변화에 응답하여 각 단에 인가되는 보정 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 DC 오프셋 보정 방법.And adjusting the correction voltage applied to each stage in response to the change of the output DC offset. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다단 증폭기에 새로운 단을 추가하는 단계;Adding a new stage to the multistage amplifier; 새로운 단에 의해 부여된 DC 오프셋을 결정하는 단계; 및Determining a DC offset imparted by the new stage; And 새로운 단에 의해 부여된 DC 오프셋과 크기가 동일한 보정 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 DC 오프셋 보정 방법.And applying a correction voltage equal in magnitude to the DC offset imparted by the new stage. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다단 증폭기의 하나의 단의 이득을 조정하는 단계; 및Adjusting the gain of one stage of the multistage amplifier; And 상기 이득의 조정에 응답해서, 이득이 조정되는 단에 인가된 보정 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 DC 오프셋 보정 방법.In response to the adjustment of the gain, adjusting the correction voltage applied to the stage at which the gain is adjusted. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다단 증폭기는, 복수의 증폭기의 단이 직렬로 연결되어 구성된 복수의 증폭기의 다단 배열을 포함하고, 상기 복수의 증폭기의 다단 배열은 각각의 통신 경로를 통해 입력 신호를 수신하고, 상기 각각의 통신 경로를 통해 수신된 상기 입력 신호를 증폭하도록 동작 가능하며;The multi-stage amplifier includes a multi-stage arrangement of a plurality of amplifiers, wherein stages of the plurality of amplifiers are connected in series, the multi-stage arrangement of the plurality of amplifiers receives an input signal through a respective communication path, and the respective communication Operable to amplify the input signal received via a path; 상기 각각의 입력 신호는 결합 출력 신호로 혼합되고;Each input signal is mixed into a combined output signal; 상기 방법은,The method, 상기 결합 출력 신호의 DC 오프셋의 변화를 모니터하는 단계; 및Monitoring a change in the DC offset of the combined output signal; And 상기 결합 출력 신호의 DC 오프셋의 변화를 검출한 것에 응답하여 보정 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 DC 오프셋 보정 방법.And adjusting a correction voltage in response to detecting a change in the DC offset of the combined output signal. 삭제delete 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 다단 증폭기의 이득이 변경되었음을 나타내는 적응 제어기로부터의 표시를 검출하는 단계; 및Detecting an indication from an adaptive controller indicating that the gain of the multistage amplifier has changed; And 상기 변경에 응답하여 보정 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는 DC 오프셋 보정 방법.And adjusting the correction voltage in response to the change. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 입력 신호는 1 GH를 초과하는 주파수를 갖는 것인 DC 오프셋 보정 방법.And the input signal has a frequency in excess of 1 GH. 다단 증폭기에 있어서,In a multistage amplifier, 증폭기 사이에 연결된 복수의 단으로서, 각각의 단은 입력 신호에 대하여 각각의 이득을 적용하도록 동작 가능한 것인, 복수의 단; 및A plurality of stages coupled between the amplifiers, each stage operable to apply respective gains to the input signal; And 상기 복수의 단 중에서 선택된 단에 보정 전압을 인가하도록 동작 가능한 오프셋 제어기로서, 상기 선택된 단에 인가된 보정 전압의 총합은 상기 다단 증폭기에 의해 부여된 총 DC 오프셋을 또한 무효화하는 것인, 오프셋 제어기An offset controller operable to apply a correction voltage to a selected one of the plurality of stages, wherein the sum of the correction voltages applied to the selected stages also invalidates the total DC offset imparted by the multi-stage amplifier. 를 포함하고Including 상기 다단 증폭기는 입력 신호의 감쇠를 보상하도록 동작 가능한 등화기의 일부이고, 상기 다단 증폭기의 복수의 단 중에서 선택된 단에 인가된 보정 전압은 상기 등화기에 의해서 부여된 DC 오프셋을 또한 무효화하며;The multistage amplifier is part of an equalizer operable to compensate for attenuation of an input signal, and a correction voltage applied to a selected stage among the plurality of stages of the multistage amplifier also negates the DC offset imparted by the equalizer; 상기 다단 증폭기의 복수의 단의 각각의 이득은 상기 등화기의 적응 제어기에 의해 제어되는 것인,Gain of each of the plurality of stages of the multistage amplifier is controlled by an adaptive controller of the equalizer, 다단 증폭기. Multi-stage amplifier. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 보정 전압은 상기 복수의 단 중에서 선택된 단에 의해 부여된 DC 오프셋과 크기가 같은 것인, 다단 증폭기.And said correction voltage is equal in magnitude to the DC offset imparted by a selected one of said plurality of stages. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 총 보정 전압은 보정 전압이 인가되는 선택된 단들 사이에 균일하게 배분되는 것인 다단 증폭기.Wherein the total correction voltage is evenly distributed among the selected stages to which the correction voltage is applied. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 다단 증폭기는 다단 증폭기의 출력 신호의 출력 DC 오프셋을 모니터하고 출력 DC 오프셋의 변화를 검출하도록 동작 가능한 오프셋 모니터를 더 포함하고,The multistage amplifier further comprises an offset monitor operable to monitor the output DC offset of the output signal of the multistage amplifier and detect a change in the output DC offset, 상기 오프셋 제어기는 또한 출력 DC 오프셋의 변화에 응답하여 각 단에 인가되는 보정 전압을 조정하도록 동작 가능한 것인 다단 증폭기.The offset controller is further operable to adjust a correction voltage applied to each stage in response to a change in the output DC offset. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 오프셋 제어기는 또한 상기 다단 증폭기의 하나의 단의 이득의 조정을 검출하고 상기 이득의 조정에 응답해서 이득이 조정되는 단에 인가된 보정 전압을 조정하도록 동작 가능한 것인 다단 증폭기.The offset controller is further operable to detect an adjustment of the gain of one stage of the multistage amplifier and to adjust the correction voltage applied to the stage whose gain is adjusted in response to the adjustment of the gain. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 다단 증폭기는, 복수의 증폭기의 단이 직렬로 연결되어 구성된 복수의 증폭기의 다단 배열을 포함하고, 상기 복수의 증폭기의 다단 배열은 각각의 통신 경로를 통해 입력 신호를 수신하고, 상기 각각의 통신 경로를 통해 수신된 상기 입력 신호를 증폭하도록 동작 가능하며;The multi-stage amplifier includes a multi-stage arrangement of a plurality of amplifiers, wherein stages of the plurality of amplifiers are connected in series, the multi-stage arrangement of the plurality of amplifiers receives an input signal through a respective communication path, and the respective communication Operable to amplify the input signal received via a path; 상기 각각의 입력 신호는 결합 출력 신호로 혼합되고;Each input signal is mixed into a combined output signal; 상기 다단 증폭기는 상기 결합 출력 신호의 DC 오프셋의 변화를 모니터하고 상기 결합 출력 신호의 DC 오프셋의 변화를 검출한 것에 응답하여 보정 전압을 조정하도록 동작 가능한 오프셋 모니터를 더 포함하는 것인 다단 증폭기.Wherein the multistage amplifier further comprises an offset monitor operable to monitor a change in the DC offset of the combined output signal and adjust a correction voltage in response to detecting a change in the DC offset of the combined output signal. 삭제delete 제12항에 있어서, The method of claim 12, 입력 신호는 1 GHz를 초과하는 주파수를 갖는 것인 다단 증폭기.And wherein the input signal has a frequency in excess of 1 GHz. 다단 증폭기에 있어서,In a multistage amplifier, 증폭기 사이에 결합된 복수의 증폭기 단을 구비하는 다단 증폭기에 의해 부여된 DC 오프셋을 결정하는 수단;Means for determining a DC offset imparted by a multistage amplifier having a plurality of amplifier stages coupled between the amplifiers; 상기 다단 증폭기 내 복수의 단 중에서 선택된 단에 보정 전압을 인가하는 수단으로서, 상기 인가된 보정 전압의 총합은 상기 다단 증폭기에 의해 부여된 DC 오프셋을 무효화하는 것인, 상기 보정 전압 인가 수단; 및Means for applying a correction voltage to a selected one of a plurality of stages in the multistage amplifier, wherein the sum of the applied correction voltages invalidates the DC offset imposed by the multistage amplifier; And 다단 증폭기의 이득을 제어하는 수단Means for controlling the gain of a multistage amplifier 을 포함하며,Including; 상기 DC 오프셋 결정 수단, 상기 보정 전압 인가 수단 및 다단 증폭기 이득 제어 수단은, 등화기에 대한 입력 신호의 감쇠를 보상하도록 동작 가능한 등화기의 일부를 형성하며, 상기 다단 증폭기의 복수의 단 중에서 선택된 단에 인가된 보정 전압은 상기 등화기에 의해서 부여된 DC 오프셋을 또한 무효화하는 것인,The DC offset determining means, the correction voltage applying means and the multistage amplifier gain control means form a part of the equalizer operable to compensate for the attenuation of the input signal to the equalizer, the selected offset being selected from a plurality of stages of the multistage amplifier. The applied correction voltage is also to invalidate the DC offset imparted by the equalizer, 다단 증폭기. Multi-stage amplifier. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 다단 증폭기의 출력 신호의 출력 DC 오프셋을 모니터하는 수단; Means for monitoring an output DC offset of the output signal of the multistage amplifier; 출력 DC 오프셋의 변화를 검출하는 수단; 및Means for detecting a change in output DC offset; And 출력 DC 오프셋의 변화에 응답하여 각 단에 인가된 보정 전압을 조정하는 수단을 더 포함하는 다단 증폭기.Means for adjusting the correction voltage applied to each stage in response to a change in the output DC offset. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 다단 증폭기의 하나의 단의 이득을 조정하는 수단; 및Means for adjusting the gain of one stage of the multistage amplifier; And 이득이 상기 이득의 조정에 응답하여 조정되는 단에 인가되는 보정 전압을 조정하는 수단을 더 포함하는 다단 증폭기.Means for adjusting the correction voltage applied to the stage whose gain is adjusted in response to the adjustment of the gain.
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